Question

如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为________N，测力计上升的高度S为0.2m．物块G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为________%，使用该杠杆所做额外功是________J，产生额外功的原因是________．

Answer 1

2.5    90    0.05    由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功
分析：（1）由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数．
（2）弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；由功的计算公式求出有用功、总功与额外功，由效率公式求出杠杆的效率．
解答：（1）由图示弹簧测力计可知，其分度值是0.1N，读数是：2.5N；
（2）W_有用=Gh=1.5N×0.3m=0.45J；
W_总=FS=2.5N×0.2m=0.5J；
额外功W_额=W_总-W_有=0.5J-0.45=0.05J；
效率η=×100%=×100%=90%；
（3）因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功，就有了额外功；
故答案是：2.5；90；0.05；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功．
点评：机械效率计算的关键是明确有用功和总功，一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功．